SpaceX星艦萬米高空飄下完美着陸_風聞

這是SpaceX星艦原型第五次挑戰10公里級高度，也是首次沒有發生爆炸事故的完美着陸。編者按：本文來自騰訊科技，作者 喬輝，36氪經授權發佈。

視頻：SpaceX星艦原型SN15降落成功，時長約28秒

北京時間2021年5月6日6點20分左右，SpaceX星艦原型（代號SN15）在得克薩斯州博卡奇卡（Boca Chica）成功進行了高空飛行測試，這是SpaceX星艦原型第五次挑戰10公里級高度，也是首次沒有發生爆炸事故的完美着陸。

圖注：SN15成功着陸。

圖注：SN15成功返回地面。

圖注：馬斯克twitter表示着陸正常。

本次飛行程序和此前的四次類似：首先星艦飛行到最高點，隨後進行姿態調整，使腹部衝下，藉助腹部增大與空氣接觸面積，加大空氣對星艦的阻力，然後星艦徐徐向地面飄落，在距離地面一定高度時，發動機再次點燃，使星艦重新直立起來（俗稱“神龍擺尾”），靠發動機的反推進行軟着陸。

在本次試驗之前，2020年12月10日、2021年2月3日、2021年3月4日和2021年3月27日，星艦原型SN8、SN9、SN10和SN11分別進行了10公里級高度的測試飛行，發射和返回的前期都非常成功，其中SN8和SN9都是在最後着陸階段發生了觸地爆炸。SN10更可惜，在明明穩穩着陸數分鐘後還是發生了爆炸，把整個星艦都炸飛了。SN11更是慘烈，當天大霧瀰漫，地面攝像機根本看不清星艦，星艦內部的相機顯示，SN11正常起飛，在快落地的時候失去信號，透過大霧，首先看到一團紅光，緊接着一聲巨響，看到有碎片四散開來，發生了粉碎性爆炸。

圖注：從左到右分別是SN8，SN9和SN10試飛姿態和軌跡。

其中SN8未能成功着陸的原因是飛船的燃料箱壓力不足，發動機推力不夠，未能讓飛船成功軟着陸；SN9的三台發動機在着陸的階段只有一台點火工作，推力不夠，發生粉碎性爆炸墜毀事故；據説SN10也是因為最後發動機推力不太夠，雖然穩穩站住了，但從回放的畫面中可以看到，站住之後在地面反彈了一下，這種反彈可能導致內部管路損壞，發生燃料泄漏，站立了幾分鐘後還是發生着火併爆炸。通過回放的畫面還可以看到，SN10的六個着陸腿中有三個沒有完全伸展開來，這説明SN10在結構設計上還是要不斷優化。SN11失敗的原因推測是由於甲烷輕微泄漏導致的起火損壞了電子設備，最終導致整個星艦爆炸。

圖注：這是此前SN11爆炸後產生的粉碎性殘骸。

此前3月4日測試的SN10算不算成功呢？根據SpaceX的官方説法，算是成功，這種説法也是有道理的，因為星艦的這些“試驗箭”其目的是為了一步步進行技術驗證，SN10從發射到抵達10千米級高度，然後進行調姿腹部衝下下落，最後重新調姿到站立在地面上，這一切都正常，驗證了流程上的各個環節。

圖注：這是此前SN10被炸燬的殘骸。

當然很多專家和媒體認為SN10並不成功，因為落地後內部結構還是發生了預料之外的損壞，最終還是爆炸了嘛。其實，算成功也好，算不成功也罷，都不是太重要。今天SN15星艦的完美着陸（沒有爆炸）真正征服了所有的人。馬斯克這種把做互聯網產品的快速迭代模式帶到了火箭研發領域，令人耳目一新。

圖注：這是之前SN9觸地爆炸畫面。

圖注：這是之前SN8觸地爆炸畫面。

最早今年7月進行星艦的整體入軌飛行從SpaceX給這艘航天器起的名字就可以看出其用途，這是一種能夠重複使用，兩級入軌的重型火箭發射系統。目標是能夠搭載大宗物資往返地球和太空、地球和月球、甚至地球和火星之間，終極願景甚至支持火星殖民。

圖注：超重火箭和星艦飛船。

目前，我們在提到星艦這個稱呼時，特指第二級的飛船部分，就是目前正在測試的部分。飛船部分高50米，直徑9米，重約1300噸，安裝有3台真空版猛禽發動機和3台海平面版發動機。託舉飛船的是一枚更加強大的超重火箭（Super Heavy），這種火箭高72米，直徑9米，重達3500噸，安裝有28台猛禽發動機。飛船部分加上超重火箭後的總高度達120米，近地軌道運載能力超過100噸，一次性可將100名乘客送上太空。

圖注：星艦和超重火箭的組合體（藝術圖）。

據官方透露，如果一切進行的順利，星艦飛船加超重火箭的組合將在今年7月份進行一次亞軌道飛行，這將是SpaceX繼重型獵鷹之後又拿出的一件驚人作品。

根據規劃，7月份的星艦編號為SN20，超重火箭部分編號為BN3。這裏簡單説一句，SN是Starship Number的縮寫，意思是星艦序列號。BN是Booster Number的縮寫，意思是助推器序列號。但根據經驗看，7月份能進行軌道飛行的可能性不太大。

日本富豪前澤友作等待乘坐星艦繞月飛行

圖注：馬斯克和前澤友作。

2018年9月18日，Space X公佈前澤友作（Yusaku Maezawa）預購了星艦船票，將作為首位繞月旅行的私人乘客，如果成功，他將成為首位超越地球軌道的商業太空旅客。

資料顯示，前澤友作1975年出生，日本收藏家、企業家。他是日本在線時尚零售平台 Start Today、ZOZO 公司創辦人（後者 2019 年被 Yahoo! JAPAN 收購）。截至2020年1月，福布斯估計其擁有20億美元的財富，名列日本富豪榜第22位。

圖注：未來星艦繞月飛行（藝術圖）。

2021年3月2日，日本億萬富豪前澤友作公佈了“親愛的月球（Dear Moon）”計劃的動態更新——面向全世界邀請8個人，於2023年免費和他一起乘坐星艦進行一場繞月旅行，3月14日已經截止申請了。

圖注：這是作者朋友收到的成功申請郵件截圖。

我的一位朋友比較幸運成功申請了本次活動，並收到了官方郵件。他表示，儘管最終能跟隨前澤友作先生環月飛行的可能性很小很小，但也不是沒有。如果真能選中去月球飛一圈，哪怕冒着生命危險都要去，他寧願在宇宙星空裏化為灰燼，億萬年在蒼穹裏漂泊，也不願留在地球上化作一堆肥料參與生物圈下一次循環。

世界最強大的液氧甲烷發動機有關星艦使用的液氧甲烷“猛禽”發動機，我們在之前的文章《SpaceX星艦從萬米高空飄落並穩穩站住 數分鐘後發生爆炸》中有過詳細科普，這裏簡單再科普一下。

圖注：SpaceX猛禽發動機試車畫面（來源：SpaceX）。

星艦使用的是以液氧甲烷為燃料的大推力發動機，單台最大推力可達2000多千牛，換算成直覺理解，就是能託舉起200多噸的重物，相當於4節載滿50噸貨物的火車車廂。本次測試使用了3台這樣的發動機，上面我們也有提到，完整版的星艦將裝有6台這樣的發動機，超重火箭則將安裝有28台發動機。你可以自己估算一下總推力，非常驚人。

圖注：海平面版猛禽發動機（左）和真空版猛禽發動機（右）。

目前，SpaceX星艦的猛禽火箭發動機，貝索斯藍色起源公司的BE4火箭發動機以及中國民企藍箭航天的天鵲火箭發動機都是液氧甲烷發動機。

液氧甲烷發動機有什麼優點呢？首先，液氧甲烷發動機相較於液氧煤油發動機比衝要大，比衝是火箭發動機常用的衡量指標，其物理意義是，消耗單位質量的燃料，火箭所能獲得動量的多少，顯然這個數越大越好。其次，甲烷容易燃燒，不容易產生積碳，有利於火箭的重複利用。液氧甲烷發動機相較於液氫液氧發動機則易於設計和維護，而且物美價廉，非常令商業航天公司青睞。值得一提的是，廚房家用煤氣罐裏儲存的就是甲烷。

星艦測試的重要節點事件2019 年 7 月 26 日，SpaceX對最早的星艦原型機 “星蟲”（starhopper）進行了高度20米的自由懸浮測試。

圖注：SpaceX星艦原型“星蟲”完成150米高度飛行。

2019年8月27日，SpaceX再次對“星蟲”進行測試，成功飛行到150米的高度並安全着陸。

圖注：SN5測試畫面。

2020年8月5日，星艦原型SN5完成了高度150米的自由懸浮測試。由於沒安裝頭椎，SN5外觀看起來就像是一個30多米高的圓柱形不鏽鋼大水塔。

2020年8月25日，星艦原型SN6同樣完成了高度150米的自由懸浮測試。

2020年12月10日，星艦原型SN8進行了12.5公里高度的測試飛行，在最後落地的時候發生墜毀爆炸。

2021年2月3日，星艦原型SN9再次進行了10公里高度的測試飛行，仍然是在最後落地的時候發生墜毀爆炸。

2021年3月4日，星艦原型SN10第三次進行了10公里高度的測試飛行，穩穩落地，但在落地數分鐘後，還是發生了爆炸。

2021年3月27日，星艦原型SN11第四次進行了10公里高度的測試飛行，失敗的更慘，箭體炸成碎片。

其他的星艦原型要麼在地面測試中炸燬，要麼完成歷史使命，退出了歷史舞台。目前，準備建造的星艦原型，已經排到了SN20。